DE2714282A1

DE2714282A1 - Magnetschwebefahrzeug

Info

Publication number: DE2714282A1
Application number: DE19772714282
Authority: DE
Inventors: Luitpold Ing Grad Miller
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1978-10-05
Also published as: JPS53121316A; US4181080A; FR2385571A1; FR2385571B3

Description

Akte 8122

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Messerschmitt Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung, München

Ottobrunr:. 25. März 1977 BT 012 Hb/th

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Magnetschwebefahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Magnetschwebefahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Bestreben nach einer Verbesserung des Fahrkomforts bei Magnetschwebefahrzeugen haben sich sogenannte Sekundärfe- * derungen zwischen einem Gestell mit den Trag- und Führungsmagneten und dem eigentlichen Fahrzeugaufbau bzw. Wagenkasten als brauchbar erwiesen, um störende Schwingungen des-

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selben aufgrund von Lagefehlern der Schienenanordnung zu verhindern. Eine solche schwingungsmäßige Entkopplung des Gestells und Fahrzeugaufbaus, beispielsweise gemäß der DT-OS 23 42 734, durch Abfederung der Fahrzeugaufbaumasse hat im Vergleich zu einem Magnetschwebefahrzeug mit starr angeordneten Magneten zwangsläufig noch eine geringere dynamische Belastung der Magnete zur Folge. Die resultierende Minderung der dynamischen Lasten genügt jedoch allenfalls für eine Magnetschwebebahn, bei der die Unterbau und Schienen umfassende Trasse dynamisch starr und der Verlauf der Schienen sehr genau ist. Dies ist aber schon aus Wirtschaftlichkeitsgründen außer Betracht zu ziehen, d.h. die Trasse wird elastisch auszubilden sein, wobei außerdem die Schienen Lagefehler aufweisen werden. In diesem Fall läßt sich eine weitere Reduzierung der dynamischen Belastung der Magnete durch eine sogenannte federnde Einzelmagnetaufhängung erreichen.Dann werden sich allerdings Änderungen der statischen Belastung des Fahrzeugaufbaus nicht nur auf dessen Lage gegenüber dem Gestell, sondern zwangsläufig

2Q auch auf die Lage des Gestells gegenüber den Magneten auswirken. Dabei kann es während der Fahrt beispielsweise durch eine Lastverschiebung wegen Fahrgastflusses oder durch Seitenwind und Windboen am Fahrzeugaufbau zu Winkelfehlern einzelner (jeweils betroffener) Trag- bzw. Führungsmagnete gegenüber der Schienenanordnung kommen. Dann muß mit unerwünschten Rückwirkungen auf das dynamische Verhalten des Magnetschwebefahrzeugs mit der Folge einer Beeinträchtigung zum einen der Berührungsfreiheit der Magnete gegenüber der Schienenanordnung und zum anderen des Fahrkomforts gerechnet werden. •

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Magnetschwebefahrzeug der eingangs genannten Art weitgehend auszuschließen, daß statische Belastungsänderungen des Fahrzeug-

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aufbaus das dynamische Fährzeugverhalten verschlechtern, ohne dazu eine - Insbesondere mit höherem Leistungsbedarf für die Magnete behaftete - Vergrößerung des mittleren Sollabstandes zwischen den Magneten und der Schienenan-Ordnung vorsehen zu müssen.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst, also durch eine- lastabhängige Steuerung sämtlicher Federungen mit der Besonderheit, daß die Fahrzeugaufbaufederungen zusätzlich nach Maßgabe des jeweiligen Laständerungsausgleichs wirksame Steuermittel für die Magnetfederungen sind. Hierzu können in Weiterbildung der Erfindung die Bälge der Magnetfederungen mit dem jeweils nächstgelegenen Balg der Fahrzeugaufbaufederungen kommunizieren. Dabei wird man selbstverständlich Kräftegleichgewicht zwischen den gleich großen Bälgen der Magnetfederungen und dem jeweils zugeordneten Balg der Fahrzeugaufbaufederungen bei gleichem Druck im Normalbelastungszustand herstellen, indem die Wirkfläche dieses Fahrzeugaufbaufederungs-Balges so groß gewählt wird wie die Summe der Wirkflächen aller ihm zugeordneten Bälge der Magnetfederungen. Folglich wird durch die vorgenannte Ausführungsform der Erfindung mit gemeinsamer Füllmittelversorgung für die Fahrzeugaufbau- und Magnetfederungen mit minimalem Aufwand erreicht, daß bei beliebigen Änderungen der statischen Belastung des Fahrzeugaufbaus aus einem entsprechend bei den Fahrzeugaufbaufederungen vorgenommenen Ausgleich durch Zu- oder Abführen von Füllmittel zwangsläufig eine Konstanthaltung des Abstandes zwischen den Magneten und ihrem Gestell resultiert. Dies gilt auch für eine des

J₀ weiteren bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der das Füllmittel der Bälge der Magnetfederungen über je ein von Abstandsänderungen zwischen dem betreffenden Magneten und Gestell abhängig gesteuertes Ventil aus dem je-

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wells nächstgelegenen Balg der Fahrzeugaufbaufederungen zuführbar ist, mit dem weiteren Vorteil, daß beispielsweise bei einem Ausfall eines Magneten der Druck in den verbleibenden Bälgen der benachbarten Magnete im Sinne der Einhaltung ihres Sollabstandes gegenüber dem Gestell automatisch proportional zu dem Magnetkraftverlust geändert werden kann. Voraussetzung dafür ist lediglich, daß hier ein Kräftegleichgewicht zwischen den gleich großen Bälgen der Magnetfederungen zum einen und dem jeweils zugeordneten Balg

-Q der Fahrzeugaufbaufederungen zum anderen bei ungleichem Druck im Normalbelastungszustand mit dem geringeren Druck in den Bälgen der Magnetfederungen hergestellt wird , indem die Wirkfläche des Balges der jeweiligen Fahrzeugaufbaufederung kleiner gewählt wird als die Summe der Wirkflächen aller diesem Balg zugeordneten Bälge der Magnetfederungen. Hierbei wird zweckmäßig die Summe der Wirkflächen dieser Magnetfederungen von vornherein um einen hier einkalkulierten Ausfall an Wirkfläche vergrößert. Diese Ausführungsform der Erfindung kann natürlich auch in der Weise abgewandelt werden, daß die Ventile der Bälge der Magnetfederungen nicht direkt an den jeweils nächstgelegenen Balg der Fahrzeugaufbaufederungen, sondern an eine gesonderte Füllmittelversorgung angeschlossen sind, deren Druck vom Druck im betreffenden Fahrzeugauf baufederungs-Balg abhängig einstellbar ist.

Die Erfindung und ihre in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung in

Fig. 1 nur symbolisch von einer Längsseite eines Magnetschwebefahrzeugs die Anordnung der

Magnete,

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27U282 Fig. 2 einen (Fahrzeug-) Querschnitt von einer

Anordnung entsprechend Fig. 1 mit konstruktiven Einzelheiten der Federungen zwischen den Magneten und ihren Gestellen bzw. den S Gestellen und dem Fahrzeugaufbau,

Fig. 3 für eine Fahrzeughälfte bzw. ihre beiden Ma

gnetgestelle die Tragmagnete mit schaltungstechnischen Einzelheiten der Magnet- und Fahrzeugaufbaufederungen,

Fig.4 für eine Fahrzeughälfte bzw. ihre beiden

Magnetgestelle die Führungsmagnete mit schaltungstechnischen Einzelheiten der Magnet- und Fahrzeugaufbaufederungen.

Bei einem Magnetschwebefahrzeug sind gemäß Fig. 1 die Magnete 1 in einzeln federnd bewegbarer Anordnung auf vier in Fahrzeuglängsrichtung aneinandergekoppelte Gestelle 2 verteilt, auf denen sich der Fahrzeugaufbau 3 ebenfalls federnd abstützt. Konstruktive Einzelheiten hierüber zeigt Fig. 2, wonach an den Gestellen 2 Trag- und Führungsmagnete 1.1

P₀ bzw. 1.2 in Form von Elektromagneten vorgesehen sind, welchen je Fahrzeuglängsseite an einem Fahrweg 4 eine magnetisch leitfähige Schiene 5 zugeordnet ist. Jeder Trag- und Führungsmagnet 1.1 bzw. 1.2 sitzt fest an einem biegesteifen Träger 6.1 bzw. 6.2, der am Gestell 2 über eine - in Wirkungsrichtung der Magnetkraft biegeweiche, aber bezüglich Nick- und Rollbewegungen den Magneten fesselnde - Anordnung von je zwei etwa parallelen Federplatten 7.1 bzw. 7.2 befestigt ist. Zusätzlich ist je Trag- und Führungsmagnet 1.1 bzw. 1.2 eine pneumatische (oder auch hydropneumatische) Federung vorgesehen, deren Balg 8.1 bzw. 8.2 es ermöglicht, den Abstand des Trag- bzw. Führungsmagneten gegenüber dem

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Gestell 2 zu steuern, d.h. diesen Abstand bei statischen Belastungsänderungen des Fahrzeugaufbaus 3 konstant zu halten, Dazu ist der Balg 8.1 und 8.2 beispielsweise zwischen dem Träger 6.1 bzw. 6.2 und einer diesen durchlaufenden Schiene 9.1 bzw. 9.2 eingefgügt, welche mit dem Gestell 2 (in nicht dargestellter Weise) fest verbunden ist. Somit lassen sich durch Druckerhöhung im Jeweiligen Balg 8.1 und zwischen dem Trag- bzw. Führungsmagneten 1.1 bzw. 1.2 und dem Gestell 2 Kräfte erzeugen, die in entgegengesetzter Richtung zur Magnetkraft wirken.

Die in Fig. 1 auch nur symbolisch angedeuteten Fahrzeugaufbaufederungen 10 sind gemäß Fig. 2 ausschließlich pneumatischer (oder hydropneumatischer) Art, wobei entsprechend den Magnetfederungen (Bälge 8.1, 8.2) in senkrechter Richtung wirkende Bälge 10.1 und in waagerechter Richtung wirkende Bälge 10.2 vorgesehen sind. Hierbei erfolgt eine (z.B bei Beladung) auf Abstandsänderungen zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und Gestell 2 ansprechende Steuerung der in senkrechter Richtung wirkenden (Trag-) Bälge 10.1 gemäß Fig. 3 je Fahrzeughälfte, also jeweils für zwei Gestelle 2 mittels eines Ventils 11 je Fahrzeuglängsseite, welches je nach Abstandsänderung die beiden zugeordneten Bälge 10.1 entweder mit einem Druckbehälter 12 oder mit einem demgegenüber Niederdruck aufweisenden Aufnahmebehälter 13 für das Füllmittel der Bälge verbindet. Das Ventil 11 kann dazu gemäß Fig. 3 einen in einem Topf 11.1 drehbeweglichen Kolben 11.2 aufweisen, der über ein Hebelgetriebe 14 mit den beiden Gestellen 2 gekoppelt ist und eine an die Bälge 10.1 angeschlossene Vorkammer 11.3 des Topfes nur bei Verdrehung aus der dargestellten Ruhestellung entweder mit dem Druckbehälter 12 oder Aufnahmebehälter 13 verbindet. Da diese beiden Behälter 12 und 13 über eine Pumpe 15

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in Verbindung stehen, ist der Füllmittelfluß in der durch die Pfeile 16 angegebenen Richtung.

Bei dieser Niveausteuerung gemäß Fig. 3 sind die (Trag-) Bälge 10.1 der Fahrzeugaufbaufederungen zugleich als Steuermittel für die in gleicher Richtung wirkenden Bälge 8.1 der Federungen der Tragmagnete 1.1 wirksam mit dem eingangs schon erwähnten Vorteil, daß ein Laständerungsausgleich bei den Fahrzeugaufbaufederungs-Bälgen 10.1 zwangsläufig eine Konstanthaltung des Abstandes zwischen den Tragmagneten 1.1 und dem jeweiligen Gestell 2 zur Folge hat. Hierzu ist das Füllmittel der Bälge 8.1 der Tragmagnetfederungen über je ein Ventil 17 aus dem jeweils nächstgelegenen (in gleicher Richtung wirkenden) Balg 10.1 der Fahrzeugaufbaufederungen zuführbar. Bei diesem - gegenüber dem vorbeschriebenen gleichartigen - Ventil 17 ist ein Kolben 17.2 über ein Hebelgetriebe 18 abhängig von Abstandsänderungen zwischen dem betreffenden Tragmagneten 1.1 und Gestell 2 verdrehbar, wobei dann je nach Abstandsänderung der zugeordnete Balg 8.1 entweder mit dem nächstgelegenen Balg 10.1 der Fahrzeugaufbaufederungen oder (auch über das Ventil 17) mit dem an die Jeweilige Sammelleitung 19 angeschlossenen Aufnahmebehälter 13 verbunden ist. Wie bereits eingangs angedeutet, lassen sich durch die Ventile 17 bei Magnetausfall größere Unterschiede in der Lage der Trag-

2c magnete 1.1 zum Gestell 2 vermeiden, im Gegensatz zu einer beispielsweise auch möglichen Konzeption ohne die Ventile .17, nämlich die Bälge 8.1 der Tragmagnetfederungen mit dem jeweils nächstgelegenen (in gleicher Richtung wirkenden) Balg 10.1 der Fahrzeugaufbaufederungen direkt kommunizie-

3Q ren zu lassen. Während bei einer solchen nicht dargestellten Konzeption aus Gründen des Kräftegleichgewichts im Norraalbelastungszustand die Wirkfläche des Balges der jeweili-

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gen Fahrzeugaufbaufederung so groß sein muß wie die Summe der Wirkflächen aller diesem Balg zugeordneten Bälge der Magnetfederungen, ist demgegenüber bei der dargestellten Konzeption die Wirkfläche des Balges 10.1 der jeweiligen Fahrzeugaufbaufederung kleiner zu wählen. Der Wirkflächenunterschied muß derart sein, daß bei Kräftegleichgewicht zwischen den gleich großen Bälgen 8.1 der Tragmagnetfederungen zum einen und dem jeweils zugeordneten (Trag-) Balg 10.1 der Fahrzeugaufbaufederungen zum anderen im Normalbelastungszustand in den Bälgen 8.1 der Tragmagnetfederungen ein um soviel geringerer Druck herrscht, welcher bei einem Magnetausfall automatisch über die dann zwangsläufig (zwecks Wiederherstellung des Kräftegleichgewichts) reagierenden Ventile 17 in den Bälgen 8.1 der benachbarten Tragmagnete 1.1 eine Drucker-

.r höhung im Sinne der Einhaltung ihres Sollabstandes gegenüber dem Gestell ermöglicht.

Das der vorbeschriebenen Konzeption zugrunde liegende Prinzip der Steuerung von Magnetfederungsbälgen ist gemäß Fig.4 auch bei den Bälgen 8.2 der Federungen der Führungsmagnete 1.2 anwendbar, wobei natürlich die in gleicher Richtung wirkenden (Führungs-)Bälge 10.2 der Fahrzeugaufbaufederungen als den Ventilen 17.1 der Bälge 8.2 vorgeschaltete Steuermittel herangezogen werden. Hier wird allerdings, da nur mit einseitigen Belastungsänderungen des Fahrzeugaufbaus 3 (also entweder nur von links oder nur von rechts) zu rechnen list, auch nur ein Ventil 20 für die Steuerung der in waagerechter Richtung wirkenden Bälge 10.2 der Fahrzeugaufbaufederungen erforderlich. Dementsprechend sind bei dem Ventil 20 in der Ruhestellung eines drehbeweglichen Kolbens 20.2 zwei Vorkammern 20.3 des Ventilgehäuses 20.1

20 2 untereinander verbunden. Die Verdrehung des Kolbens/erfolgt über ein mit dem vorderen Gestell 2 gekoppeltes Hebelge-

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getriebe 21. Die Vorspannung der (Führungs-)Bälge 10.2 wird durch das Druckniveau in einem Aufnahmebehälter 13.1 bestimmt, der wiederum wie bei der Konzeption gemäß Fig. zum einen mit Sammelleitungen 19.1 der Ventile 17.1 und S zum anderen über eine Pumpe 15.1 mit einem Druckbehälter 12.1 verbunden ist. Somit ist der FUllmittelfluß in der durch die Pfeile 16.1 angegebenen Richtung.

In den beiden schematischen Darstellungen der Fig. 3 und 4 ist selbstverständlich die Andeutung von zwei Hälften je Gestell 2 beiderseits des Fahrzeugaufbaus 3 nur ein zeichnerisches Hilfsmittel, d.h. jedes Gestell 2 ist entsprechend Fig. 2 tatsächlich von der linken bis zur rechten Fahrzeuglängsseite durchgehend ausgebildet. Aber die Anwendung der Erfindung bei einem Magnetschwebefahrzeug mit gesonderten Gestellen auf den beiden Fahrzeuglängseelten ist natürlich möglich.

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eerse ι t e

Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 25. März 19 77

Gesellschaft rait BT 012 Hb/th *_„ beschränkter Haftung, ^/14282

München 8122

Patentansprüche

Magnetschwebefahrzeug mit einem oder mehreren über Fe- . derungen den Fahrzeugaufbau stützenden Gestellen für die Magnete, welche ebenfalls über Federungen am jeweiligen Gestell angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federungen lastabhängig steuerbar sind und hierzu je Federung wenigstens ein gas- oder/und flüssigkeitsgefüllter Balg (8.1, 8.2, 10.1, 10.2) vorgesehen ist, wobei der Druck bzw. das Volumen des Füllmittels in den Bälgen (8.1, 8.2) der Magnetfederungen von Druck- bzw. Volumenänderungen des Füllmittels in den Bälgen (10.1, 10.2) der Fahrzeugaufbaufederungen abhängig einstellbar ist.
2. Magnetschwebefahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bälge der Magnetfederungen mit dem jeweils nächstgelegenen Balg der Fahrzeugaufbaufederungen kotnmun izier en.
3. Magnetschwebefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wirkfläche des Balges der jeweiligen Fahrzeugaufbaufederung so groß ist wie die Summe der wirkflächen aller diesem Balg zugeordneten Bälge der Magnetfederungen.

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4. Magnetschwebefahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllmittel der Bälge (8.1, 8.2) der Magnetfederungen über je ein von Abstandsänderungen zwischen dem betreffenden Magneten (1.1 bzw. 1.2) und Gestell (2) abhängig gesteuertes Ventil (17 bzw. 17.1) aus dem Jeweils nächstgelegenen Balg (10.1 bzw. 10.2) der Fahrzeugaufbaufederungen zuführbar ist.
5. Magnetschwebefahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Wirkfläche des Balges (10.1, 10.2) der jeweiligen Fahrzeugaufbaufederung kleiner ist als die Summe der Wirkflächen aller diesem Balg zugeordneten Bälge (8.1 bzw. 8.2) der Magnetfederungen.

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